第二章《匀速圆周运动》随堂练习 2021-2022 学年高一下学期物理教科版 （2019）必修第二册 一、单选题 1．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。本实验采用的科学方 法是（　　） A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法 2．当物体的加速度不变时，不可能做的运动是（　　） A．抛体运动 B．匀速圆周运动 C．自由落体运动 D．匀变速直线运动 3．如图所示，一个半径是 R 的圆盘绕竖直轴匀速转动，盘面离地高度为 h，当转动的角速度达到某值时，位于圆 盘边缘的物块 A（可看成质点）刚好从圆盘上飞离，且物块从飞出圆盘到落地的水平位移为 L，不计空气阻力，假 设物块与圆盘的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块与圆盘间的动摩擦因数为（ RL2 A． 2h L2 B． 2hR hL C． 2 R 2 ） 2L2 D． hR 4．“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来。如图所示，已知桶 壁的倾角为 θ，车和人的总质量为 m，做圆周运动的半径为 r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下 列说法正确的是（　　） A．人和车的速度为 B．人和车的速度为 gr tan  gr sin  C．桶面对车的弹力为 mg sin  D．桶面对车的弹力为 mgcos θ 5．如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕 其手上的某一点 O 做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　） A．笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向 O 点 B．除了 O 点，笔杆上其他点的角速度大小都一样 C．笔杆上各点的线速度大小与到 O 点的距离成反比 D．笔杆上的点离 O 点越近，做圆周运动的向心加速度越大 6．为了提高一级方程式赛车的性能，在形状设计时要求赛车上下方空气存在一个压力差（即气动压力），从而增 大赛车对地面的正压力，如图所示，一辆总质量为 600kg 的要车以 288km/h 的速率经过一个半径为 180m 的水平弯 道，转弯时赛车不发生侧滑，侧向附着系数（正压力与摩擦力的比值） =1，则赛车转弯时（　　） A．向心加速度大小约为 460m/s 2 5 B．受到的摩擦力大小约为 3 �10 N C．受到的支持力大小约为 6000N D．受到的气动压力约为重力的 2.6 倍 7．在半径为 R 的半球形碗的光滑表面上，一质量为 m 的小球以角速度  在水平面内做匀速圆周运动，则该水平面 到碗底的距离 h 为（　　） R A． 2 B． R C． R 2 g D． R g 2 8．如图所示的皮带传动装置，皮带与圆盘 O、O'之间不打滑。将三个相同的小物块分别放在圆盘 O、O'边缘的 A、B 两点和圆盘 O 上的 C 点，三个小物块随圆盘做匀速圆周运动。A、B、C 三物块做圆周运动的半径 rA=2rB，rC=rB。小物块 A、B 运动的线速度之比和小物块 B、C 运动的周期之比分别为（　　） A．2：1；1：1 B．2：1；1：2 C．1：1；2：1 D．1：1；1：2 9．如图所示，质量为 m 的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为 30°，下列说法正确的是（　 　） A．小明在最高点的速度为零，合力为零 B．小明在最低点的加速度为零，速度最大 3 mg C．最高点秋千对小明的作用力为 2 D．最低点秋千对小明的作用力为 mg 10．如图所示，半径为 R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直中心轴 OO'匀速转动的水平转台中央处。质量为 m 的 小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为 0，且它和 O 点的连线与 OO'之间的夹角 θ 为 60°，重力加速度为 g。此时转台转动的角速度大小为（　　） A． 2g R B． 3g R 2g C． R g D． 3R 11．如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经过 a 点爬到最高点 b 点，之后开始沿碗下滑并再 次经过 a 点滑到底部，蚂蚁与碗内各处的动摩擦因数均相同且小于 1，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法 正确的是（） A．b 点与球心的连线与竖直方向的夹角小于 45° B．上爬过程中，蚂蚁所受摩擦力逐渐减小 C．上爬过程中，蚂蚁所受碗的作用力逐渐增大 D．上爬过程和下滑过程中，蚂蚁经过 a 点时所受支持力相同 二、填空题 12．汽车在水平地面上转弯时，是________力提供向心力；转弯时车速不能太快，当速度为 v 时，安全转弯的半 径最小为 R，若当转弯半径为 3R 时，该汽车安全转弯的最大速度为________． 13．如图所示的皮带传动装置中，右边两轮连在一起同轴转动。图中三轮半径的关系为： r1=2r2，r3=1.5r1，A、B、C 三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则 A、B、C 三点的线速度之比为_______；角 速度之比为_______；周期之比为________。 14．自行车的“牙盘”和“飞轮”用链条相连，如图所示，当把后轮架空，匀速摇动脚踏板时，“牙盘”和“飞轮”边缘都可 看作匀速圆周运动。如果已知某型号自行车的“牙盘”和“飞轮”的半径之比为 24 :10 ，那么，“牙盘”和“飞轮”的周期之 比为____，角速度之比为_________，线速度之比为______。 15．一辆质量为 4.0 �103 kg 的汽车，以 10m/s 的速率通过半径为 40m 的圆弧形凸桥，当汽车通过桥顶部时，桥面受 到汽车的压力大小为___________ N ；如果该汽车通过此桥顶部时速率达到___________ m/s 时，汽车就恰好对桥 面无压力（取 g  10m/s 2 ）。 16．扬州乐园的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空，绳到转轴的距离为 r=4.5m。秋千匀速转 � 动时，钢丝绳与竖直方向成某一角度   37 ，其简化模型如图所示。已知钢丝绳的长度为 l=5m，座椅质量为 m=10kg，则： (1)钢丝绳所受拉力 F 的大小为_________ N； (2)秋千匀速转动的角速度 ω 为_________ rad/s。 三、解答题 17．一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是 4rad/s。盘面上距圆盘中心 0.1m 的位置有一个质量为 0.2kg 的小物体 在随圆盘一起做匀速圆周运动，求：小物体所受向心力的大小。 18．如图所示，一个质量为 2kg 的小球用长 0.5m 的细线牵引，在光滑的水平桌面上绕 O 点做匀速圆周运动，小球 线速度大小为 4m/s。求： （1）小球做圆周运动的周期； （2）细线对小球的拉力大小。 19．会展用旋转展示台展示物品。简化如图所示，水平圆盘形展台半径为 R = 0.65m，圆盘平面距水平地面的高度 为 h = 1.2m，绕竖直中心轴 OO′在水平面做匀速圆周运动，某展品（可视为质点）放在展示圆盘上距轴心 r = 0.6m 的位置在静摩擦力作用下随圆盘一起运动，展品与展台间的动摩擦因数为 μ = 0.54，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 忽略空气阻力，取重力加速度 g = 10m/s2。 (1)求圆盘展台匀速转动时允许的最大角速度大小； (2)当圆盘展台以最大角速度转动时，展台因故突然停止转动，判断物品是否能从圆盘展台上滑落下来，如果不能 滑落请通过计算说明理由；如果能，请计算出物品落地点到转轴的水平距离。 20．如图所示，用绳子拴着小球转动。如果使小球越转越快，必须用越来越大的力拉住绳子，同时绳子也越来越 接近水平。分析一下，绳子可能被拉至水平吗? 参考答案： 1．A 2．B 3．B 4．A 5．B 6．D 7．D 8．D 9．C 10．A 11．A 3v 12． 静摩擦 13． 1∶1∶3 14． 24 :10 10 : 24 15． 3 �104 20 16． 125 1∶2∶2 2∶1∶1 1：1 1 17．0.32N 18．(1)0.785s；(2)64N 19．(1)3rad/s；(2)会滑落，0.86m 20．不可能